§ 56. Сварочные выпрямители

Сварочные выпрямители - это устройства, преобразующие с помощью полупроводниковых элементов - вентилей - переменный ток в постоянный и предназначенные для питания сварочной дуги. Их действие основано на том, что полупроводниковые элементы проводят ток только в одном направлении; в обратном направлении они (полупроводники) практически электрический ток не пропускают.

Наибольшее применение в сварочных выпрямителях получили селеновые и кремниевые полупроводники. Селеновые полупроводники получили большое распространение потому, что они дешевые и обладают большой перегрузочной способностью (их к. п. д. около 75 %).

Сварочные выпрямители обладают некоторыми преимуществами перед преобразователями с вращающимися роторами (табл. 17), так как они имеют лучшие энергетические и весовые показатели, более высокий к. п. д. и просты в обслуживании. Кроме того, они имеют меньшие потери при холостом ходе и лучшие сварочные качества (как результат более широких пределов регулирования), отсутствует шум при работе. Дефицитные медные обмотки заменены в них на алюминиевые.

17. Сравнение технических данных сварочных преобразователей и выпрямителей

Рис. 77. Принципиальные типовые схемы выпрямителей: а - однофазная мостовая, б - трехфазная мостовая

Принцип работы сварочного выпрямителя. Сварочные выпрямители собирают по двум наиболее распространенным схемам: однофазной мостовой двухполупериодного выпрямления и трехфазной мостовой (рис. 77).

Наиболее распространена трехфазная мостовая схема выпрямления, которая обеспечивает большую устойчивость горения сварочной дуги при меньшем количестве вентилей при одинаково заданных значениях выпрямленного напряжения и тока, более равномерную загрузку -всех трех фаз силовой сети и лучшее использование трансформатора сварочного выпрямителя.

При работе выпрямителя по этой схеме в каждый данный момент времени ток проводят только два элемента, соединенные последовательно с нагрузкой. Таким образом, в течение одного периода получается шесть пульсаций тока.

Сварочные выпрямители, в зависимости от внешних характеристик, можно разделить на три типа: с крутопадающими, с жесткими (или пологопадающими) характеристиками и универсальные, обеспечивающие получение падающих, жестких и пологопадающих характеристик.

Выпрямители с крутопадающими внешними характеристиками. Выпрямители применяют для ручной дуговой сварки и для сварки не плавящимся электродом в защитных газах. Сварочный выпрямитель в этом случае состоит из понижающего трансформатора и выпрямительного блока. К этой группе относятся выпрямители ВСС-300-3, ВСС-120-4, ВКС-500 и др. (табл. 18).

Выпрямитель ВСС-300 (рис. 78) представляет собой однопостовую сварочную установку, состоящую из понижающего трансформатора, блока селеновых шайб, пускорегулирующей аппаратуры, смонтированной в общем кожухе, и вентилятора для охлаждения трансформатора. Трехфазный понижающий трансформатор выполнен с увеличенным магнитным рассеянием, что обеспечивает создание семейства падающих внешних характеристик. Сварочный ток регулируют изменением расстояния между первичной и вторичной обмотками понижающего трехфазного трансформатора.

Рис. 78. Конструктивное исполнение сварочного выпрямителя ВСС-300: 1 - вентилятор, 2 - неподвижная обмотка, 3 - магнитопровод трансформатора, 4 - рукоятка с механизмом перемещения подвижной обмотки трансформатора, 5 - подвижная обмотка трансформатора, 6 - блок селеновых выпрямителей, 7 - кожух

18. Технические характеристики выпрямителей с крутопадающими внешними характеристиками

Рис. 79. Принципиальная электрическая схема выпрямителя ВСС-300: а - соединение обмоток трансформатора 'треугольником' при сварке током большой величины, б - соединение обмоток трансформатора 'звездой' при сварке током малой величины, ПМ - пускатель магнитный, РВ - реле контроля вентиляции, ПВ - пакетный выключатель, М - двигатель вентилятора, ДП - доска переключения, Тр - трансформатор понижающий, ВС - выпрямитель селеновый, КЗ - конденсатор защитный

19. Технические характеристики сварочных выпрямителей с жесткими внешними характеристиками

20. Технические характеристики универсальных сварочных выпрямителей

Чтобы уменьшить ход подвижных обмоток, требуемые пределы регулирования величины сварочного тока стараются получить одновременным переключением первичной и вторичной обмоток с "треугольника" на "звезду" (рис. 79). Выпрямительный блок выполнен по трехфазной мостовой схеме и состоит из трех соединенных параллельно селеновых столбов с пластинами размером 100×400 мм.

Электрическая схема обеспечивает выключение выпрямителя от чрезмерного перегрева. Выпрямитель снабжен фильтрами для подавления радиопомех.

Сварочные выпрямители с жесткими внешними характеристиками применяются для сварки плавящимся электродом в углекислом газе и других защитных газах, а также могут применяться для сварки под флюсом при постоянной скорости подачи электродной проволоки. Их также можно использовать для сварки порошковой проволокой СП-2 (табл. 19).

Универсальные сварочные выпрямители (табл. 20). Выпрямители типа ВСУ, ВДУ обеспечивают возможность получения как жестких, так и падающих внешних характеристик, поэтому их можно применять для ручной дуговой сварки, автоматической сварки плавящимся и не плавящимся электродами в защитных газах и для сварки под флюсом.

Универсальный выпрямитель состоит из понижающего трансформатора, дросселя насыщения с обмотками обратной связи выпрямительного блока.

Выпрямители типа ВСУ, СДУ обеспечивают получение жестких внешних характеристик с повышенным напряжением холостого хода до 68 В, что значительно облегчает зажигание сварочной дуги и обеспечивает стабильное ее горение.